1、前言
針對超細礦渣在水泥及商品混凝土中的高效應用，我們通過不斷的研究和實踐，開發出一套達到國內先進水平，技術成熟的系列化、工業化超細礦渣粉磨系統。該系統應用專利技術，通過改進型球磨機+空氣噴射型選粉機為核心設備的專有系統對礦渣進行合理的粉磨和分選，使之能夠在較低的能耗下完成顆粒的微細化。目前該系統生產比表面積400rrf/kg～450m2/kg的超細礦渣的單條線生產規模有年產2.5萬噸、5萬噸、10萬噸以及15萬噸，投產和在建的生產線已有8條，并且可根據用戶要求生產比表面積450～1000m2/Kg的特殊要求的超細礦渣。
從實際應用的效果來看，其技術經濟指標均達到了國內先進水平，其中比表面積在400m2/kg以上的超細礦渣的單位生產電耗低于70Kwh/t，最低可以達到60 Kwh/t，比傳統生產方式節電50%以上。
2、超細礦渣在水泥和混凝土中的應用性能
研究表明，在一定條件下超細礦渣對硅酸鹽水泥具有明顯的增強作用，可以顯著改善水泥石的孔結構，降低總空隙率，提高強度。由于超細礦渣具有微珠潤滑功能，因此對水泥有明顯的減水作用。作為水泥混合材可以吸收其中的f-Ca0．從而增強水泥的安定性；且加速水泥水化進程，吸收水泥水化時形成的Ca(OH)2，形成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，后者在SO的激發作用下反應形成鈣礬石，從而增加水泥的強度，富通新能源銷售球磨機、雷蒙磨粉機等磨機機械設備。
實驗室以及工程實踐均表明，在硅酸鹽類水泥中摻20%～50%的HPCA以及適量的復合劑，可以提高水泥的早期和后期強度，一般來說可以普遍提高28天強度10MPa左右。特別需要指出的是，水泥熟料和混合材的分別粉磨是水泥粉磨的發展趨勢，這樣不僅可以解決由于熟料和混合材易磨性的差異導致的水泥質量的差異的問題，而且可以大幅度降低能耗，提高產品的競爭力。
圖(1)和圖(2)顯示了HPCA的摻量與水泥抗壓和抗折強度的關系，從中可以看出，當摻量在30%～40%左右時，各齡期的抗壓和抗折強度均達到一個相對的峰值。
將粒化高爐礦渣制成超細粉磨后，由于其玻璃體結構的破壞，使其潛在的活性被激發出來，用作混凝土中的摻合料時，可使混凝土的泌水性減少、可塑性好、水化熱減少，這有利于防止混凝土內部溫升引起的裂縫，而且能產生較多的鈣礬石微晶，使混凝土中的孔結構得到改善，對混凝土因細粉過多而引起的收縮起補償作用。另外，它能夠吸收混凝土中的堿，有抗堿一集料反應性能。降低總的孔隙率，增加混凝土的密實度，提高了強度，使硬化后的混凝土具有良好的抗硫酸鹽、抗氯鹽性能，并使其長期強度得到大幅度提高，具有良好的耐久性。同時混凝土的塌落度損失減少，便于施工。
圖(3)是維持坍落度不變時混凝土中HPCA摻量與水膠比(w/c)的關系。從圖中可以看出隨著摻量的增加，水膠比減少，當摻量大于45%時，減水率大于20%。圖(4)是摻與不摻HPCA的混凝土塌落度經時損失曲線。由圖可見，摻加HPCA后混凝土塌落度經時損失得到了明顯的改善，90分鐘后仍具有優良的可泵送性，施工性能優越。
圖(5)是一定條件下HPCA摻量與混凝土強度的關系。由圈中數據可以看出，隨著HPCA摻量的增加和混凝土齡期的延長，混凝土的強度逐步增強。圖(6)是HPCA與抗折強度的關系。由圖可見隨著摻量的增加，抗折強度的提高非常明顯，從工程實踐的數據表明，比較經濟合理并且使混凝土性能良好的HPCA摻量為30%～50%。
總之，通過大量的試驗和研究表明，超細礦渣對水泥和混凝±的各種性能均有良好的促進作用，因此超細礦渣是一種比較理想的水泥混凝土增強劑，具有廣闊的應用前景。
3、超細礦渣的工業化生產線
由于粒化高爐礦渣具有致密度較高、相對易磨性較小的特點，因此將其粉磨至400m2/Kg比表面積以上有較大的難度。目前主要的超細礦渣粉磨技術的特點見表1。
由中國建筑材料科學研究院研制開發的具有國內領先水平的超細礦渣生產線，對礦渣以及其他物料的超細粉磨具有比較廣泛的適應性。該系統采用改進型球磨機+空氣噴射型選粉機的閉路粉磨原理，充分利用空氣噴射型選粉機對超細粉體分級過程中具備的高精度和寬范圍的特點．使粉磨系統在生產400～500m/kg比表面積的超細礦渣時，達到系統電耗低于70kwh/t，比傳統粉磨方式節能50%以上，并能夠實現超細產品的多元化。由于采用球磨機閉路粉磨系統，因此該系統的投資較小，生產控制簡單易行。具體配置見表2。
從實際應用效果看，可以認為改進型球磨機+空氣噴射型選粉機超細礦渣粉磨系統的技術是經濟高效的。由于該系統充分利用了球磨機這種在我國普遍應用的設備，因此該系統無論是新建}印或技術改造都具有良好的應用前景和應用范圍。另外從性能價格比分析，由于球磨機閉路超細礦渣粉磨系統可以利用水泥生產企業原有設備和廠房，所以該系統是經濟適用的。
4、社會經濟效益
根據我國初步擬訂的發展規劃，按目前的生產水平估計，到2010年，我國水泥需求量將達到8億噸，這將對能源、材料消耗以及環境負荷造成很大的壓力。其中石灰石的消耗量將達到7億噸左右，而我國目前優質石灰石的探明儲量僅夠使用幾十年。并且溫室氣體C02、NOX、S02與粉塵排放量將十分驚人。統計資料表明我國平均每生產1立方米混凝土所用水泥的能耗是1750MJ，同時排放0.25噸C02，產生的酸化氣體相當于0,763Kg S02。因此我國建材行業的發展方向是充分利用其他工業廢棄物生產綠色生態建材，走離質量、低消耗、高效率以及與環境相容的可持續發展道路。
超細礦渣可以在水泥中替代30%～50%的熟料或者在混凝土中替代3006---50%以上的硅酸鹽水泥，從而獲得高質量的“綠色”水泥和“綠色”混凝土，并從根本上減少熟料的使用量，降低能耗、料耗，降低工程造價和環境代價。
超細礦渣球磨機閉路粉磨系統不僅可以獲得良好的社會效益，還能夠獲得良好的經濟效益。由于主要設備的價格僅相當于國外同類400mz/kg比表面積超細粉生產設備價格的1／5～1/6，因此生產系統的總體投資較小。與同規模水泥生產線相比，水泥生產的平均電耗為90kwh/t，標煤消耗超過150Kg/t，而超細粉的生產電耗為60～70kwh/t，標煤消耗僅為20Kg/t，可見節能效果非常明顯。超細粉應用于混凝土中可以配制出其他材料無法配制的高強、高性能混凝土，適應我國大規模經濟建設和基礎設施建設的步伐，滿足日益增長的高層建筑、超高層建筑、大跨度預應力橋梁以及海工工程、航天工程、軍事工程等對高強、高性能混凝土的需求，并且可以大幅度降低混凝土的生產成本，降低工程造價，因此經濟效益非常明顯。
5、結語
綜上所述，水泥及混凝土用超細礦渣制備新技術，具有極其廣闊的市場前景，良好的經濟效益和社會效益，并對建材行業生產技術的科技進步產生重大的影響，為我國生產綠色生態新型建材奠定堅實的基礎。
